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作者:惠阿丽;周睿香;韦鹏;魏礼鹏;荣相;
单位:西安科技大学电气与控制工程学院;中煤科工集团常州研究院有限公司;天地(常州)自动化股份有限公司;
摘要:针对煤矿井下电动机复杂工况下单一信号(电流、振动)故障诊断精度有限、多故障并存导致识别困难的问题,基于机电耦合特性及多传感器信息互补性,提出基于电-振信号联合的电动机故障诊断方法。分别对电动机电流信号和振动信号在时域、频域和时频域内捕获故障信息,在通道维度上融合生成包含多域信息的特征彩色图像,丰富故障表征信息。构建了一种嵌入改进卷积块注意力模块(ICBAM)的双通道残差网络(DCResNet)模型ICBAM-DCResNet,通过多层残差块和ICBAM的注意力机制,挖掘图像样本的深层特征,最后进行融合并实现分类,实现电-振信号联合的故障诊断。对比实验结果表明,多域融合相比单一分析域诊断精度更高,ICBAM-DCResNet模型比深度残差网络(ResNet)模型性能更好,对信号样本的特征提取能力更强。在公开数据集上的实验结果表明,基于电-振信号联合的电动机故障诊断方法的准确率达99.8%,对转子故障和轴承故障均能取得不错的识别效果,泛化性较好。
关键词:电动机故障诊断;;电流信号;;振动信号;;多域特征提取;;双通道残差网络;;卷积块注意力模块
基金资助:陕西省重点研发计划项目(2024GX-YBXM-243);; 中国煤炭科工集团双创基金项目(2023-TD-MS005)